JPH1019379A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 間欠再出湯時の出湯温度のオーバーシュート
及びアンダーシュートを低減する。 【解決手段】 給湯栓１０が開かれ、流量センサ８の検
出値が所定の開弁流量（１．０リットル／分）以上になると
（Ｓ１）設定温度をチェックし（Ｓ２）、５０℃未満で
あれば（Ｓ２：ＹＥＳ）バイパス弁１１を開弁する（Ｓ
３）。更に流量が増加して流量センサ８の検出値が所定
の点火流量（２．５リットル／分）を越えた時に（Ｓ４：Ｙ
ＥＳ）、図示しない点火装置によりバーナ５への点火を
行なうと共に（Ｓ５）、出湯動作を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は給湯器に関し、詳し
くはバイパスミキシング方式の給湯器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱交換器をバイパスするバイ
パス路を備えた給湯器が知られている。こうした給湯器
は、バイパス路に流路を開閉するバイパス弁を備え、設
定温度が低温（例えば５０℃未満）の場合には、バイパ
ス弁を開弁して混合した湯を出湯することで熱交換器の
低温腐食を防止し、設定温度が高温（例えば５０℃以
上）の場合には、バイパス弁を閉弁して熱交換器の湯を
そのまま出湯することで、高温出湯を可能としている。

【０００３】また、器具に通水される水の流量を検出す
る流量センサを備え、その検出値が基準流量以上となっ
た時にバーナの燃焼動作を開始すると共に、設定温度が
低温（５０℃未満）であればバイパス弁を開弁して混合
した湯での出湯を行なう。このように出湯動作中は設定
温度に応じてバイパス弁の開閉を切替えるが、出湯停止
中は設定温度に関係なくバイパス弁を閉弁し、バイパス
路の冷水が出湯路から熱交換器に回り込むことにより熱
交換器側の湯温が低下して、出湯停止後短時間での再出
湯にもかかわらず低温の湯が供給されることを防止す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、設定温
度が低温（５０℃未満）での出湯時には、熱交換器の出
口温度は設定温度より高温となっているため、給湯栓が
閉じられ出湯動作が停止された直後には、熱交換器内に
は設定温度より高温の湯が滞留している。しかも、熱交
換器の余熱が熱交換器内に滞留している湯に伝わって湯
の後沸き現象が生じ、熱交換器内の湯温は更に高温とな
る。この状態で給湯栓が開かれると、流量センサにより
基準流量を検出してバイパス弁を開弁するまでの間、熱
交換器内の高温の湯がそのまま出湯されてしまい、設定
温度が低温であるため使用者が不用意に湯に触れてしま
うことが考えられ、危険であった。また、バイパス弁が
開弁するまでの間熱交換器に滞留した湯が多量に流され
てしまうことにより、点火時には熱交換器内の湯は低温
になり、その後のアンダーシュートが大きかった。

【０００５】本発明の給湯器は上記課題を解決し、間欠
再出湯時の出湯温度のオーバーシュート及びアンダーシ
ュートを低減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の給湯器は、給水路から供給された水をバーナの燃焼
熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、上記熱
交換器をバイパスして上記給水路と上記出湯路とを連通
するバイパス路と、器具に供給される水の流量もしくは
上記熱交換器に供給される水の流量を検出する流量セン
サと、設定温度を設定する温度設定手段と、上記流量セ
ンサの検出値が第１基準流量を越えた時にバーナの燃焼
動作を開始し、出湯温度が上記設定温度に近づくように
燃焼制御する燃焼制御手段と、上記バイパス路に設けら
れ、流路を開閉するバイパス弁と、出湯動作中に上記設
定温度が所定値未満の場合に上記バイパス弁を開弁し、
所定値以上の場合に閉弁し、止水中には閉弁するバイパ
ス弁制御手段とを備えた給湯器において、上記バイパス
弁制御手段は、上記流量センサの検出値が上記第１基準
流量より小さい第２基準流量を越えたとき、上記バイパ
ス弁を上記設定温度に応じた状態に制御開始することを
要旨とする。

【０００７】上記構成を有する本発明の給湯器は、止水
中はバイパス弁を閉弁して、バイパス路の水が出湯路に
回り込むことを防ぐ。ここで給湯栓が開かれて流量セン
サの検出値が第２基準流量を越えると、設定温度が所定
値未満であるかを判断し、所定値未満であればバイパス
弁を開弁する。更に流量が増加して、流量センサの検出
値が第１基準流量を越えると、バーナの燃焼動作を開始
し、出湯温度が設定温度に近づくよう燃焼制御を開始す
る。設定温度が所定値未満に設定された状態での出湯時
には、バイパス弁を開弁しているため、熱交換器内の湯
温は設定温度より高くなっている。ここで給湯栓が閉じ
られ、出湯動作を停止してバイパス弁を閉弁した直後に
は、熱交換器内に設定温度より高温の湯が滞留してい
る。しかも、熱交換器の余熱が熱交換器内に滞留してい
る湯に伝わって湯の後沸き現象が生じ、熱交換器内の湯
温は更に高温となる。この状態で再び給湯栓が開かれる
と、流量センサの検出値が第２基準流量以上となってバ
イパス弁が開弁されるまでの間、熱交換器内の高温の湯
がそのまま送り出されるが、第２基準流量を第１基準流
量より小さくすることで、開栓されてからバイパス弁が
開弁するまでの時間を短縮するため、早くバイパス路の
水を高温湯に混合することができる。また、バイパス弁
を早く開弁することにより、熱交換器内に滞留している
湯が流れる量を少なくすることができるため、熱交換器
内の湯温の低下を少なくすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の給湯器の好適
な実施例について説明する。図１は本発明の一実施例と
しての給湯器の概略構成図である。この給湯器は、給水
路１と出湯路２とが接続される熱交換器３と、熱交換器
３をバイパスするバイパス路４と、熱交換器３を流れる
水を加熱するためのバーナ５と、バーナ５にガスを供給
するガス供給路６と、燃焼制御を司どるコントローラ７
とを備える。給水路１のバイパス路４との分岐部ａより
上流側には入水流量を検出する流量センサ８を備える。
また出湯路２のバイパス路４との合流部ｂより下流側に
は出湯温度を検出する温度センサ９を備え、更にその下
流側には給湯栓１０が接続される。またバイパス路４に
は、流路を開閉するバイパス弁１１を備える。またガス
供給路６には、流路の開閉を行なうメイン電磁弁１２，
元電磁弁１３と、ガス供給量を調節する比例弁１４とを
備える。

【０００９】コントローラ７は、図示しない周知の算術
論理演算回路を構成するＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭと、各
種センサからの信号を入力する入力インタフェースと、
各種アクチュエータに駆動信号を出力する出力インタフ
ェース等から構成される。またコントローラ７には、設
定温度を設定するための操作スイッチを備えたリモコン
１５が接続される。

【００１０】またコントローラ７は、第１基準流量（本
実施例では２．５リットル／分）と、その値より小さい第２
基準流量（本実施例では１．０リットル／分）とを記憶して
おり、流量センサ８の検出値が第２基準流量（１．０リッ
トル／分）以上で、なおかつリモコン１５により設定され
た設定温度が５０℃未満の場合にバイパス弁１１を開弁
し、また流量センサ８の検出値が第１基準流量（２．５
リットル／分）を越えた時にバーナ５への点火動作を行なう
と共に、出湯動作を開始する。また、所定の消火流量
（本実施例では２．０リットル／分）を記憶しており、流量
センサ８の検出値が所定の消火流量（２．０リットル／分）
未満となった時に、バーナ５を消火して出湯動作を停止
すると共に、バイパス弁１１を閉弁する。

【００１１】次に、コントローラ７の行なう制御処理に
ついて図２のフローチャートを用いて説明する。止水中
はバイパス弁１１を閉弁することで、バイパス路４の水
が出湯路に回り込むことを防ぐ。ここで給湯栓１０が開
かれ、流量センサ８の検出値が第２基準流量（１．０リッ
トル／分）以上になると（Ｓ１）設定温度をチェックし
（Ｓ２）、５０℃未満であれば（Ｓ２：ＹＥＳ）バイパ
ス弁１１を開弁する（Ｓ３）。更に流量が増加して流量
センサ８の検出値が第１基準流量（２．５リットル／分）を
越えた時に（Ｓ４：ＹＥＳ）、図示しない点火装置によ
りバーナ５への点火を行なうと共に（Ｓ５）、出湯動作
を開始する。コントローラ７は温度センサ９の検出する
出湯温度を設定温度に近づけるように、比例弁１４の開
度を調節してバーナ５の燃焼量を調節する出湯温制御を
行なう（Ｓ６）。

【００１２】給湯栓１０が閉じられ、流量センサ８の検
出値が所定の消火流量（２．０リットル／分）未満になると
（Ｓ７：ＹＥＳ）、メイン電磁弁１２，元電磁弁１３を
閉弁してバーナ５を消火し（Ｓ８）、出湯動作を停止す
ると共に、バイパス弁１１を閉弁する（Ｓ９）。

【００１３】例えばバイパス率が４２パーセントである
場合、水温が１０℃の時に設定温度が４０℃に設定され
た状態で給湯栓が開かれ、出湯動作を開始すると、バイ
パス弁１１を開弁することにより、熱交換器３の出口温
度は６２℃となる。ここで、給湯栓１０が閉じられてバ
イパス弁１１を閉弁すると、バイパス路４では約１０
℃、出湯路２のバイパス路４との合流部ｂより下流側は
約４０℃、出湯路２のバイパス路４との合流部ｂより上
流側は約６２℃といった温度分布になり、熱交換器３内
に滞留した湯は後沸き現象により更に高温となる。この
状態で再び給湯栓１０が開かれると、図３のグラフに示
すように熱交換器３内の高温の湯がそのまま出湯されて
出湯温度が上昇するが、流量センサ８の検出値が増加
し、検出流量が第２基準流量（１．０リットル／分）に達し
た時点でバイパス弁１１を開弁すると、熱交換器３から
の高温の湯はバイパス路４からの水と混合して出湯され
るため、出湯温度が低下する。また、バイパス弁１１を
早く開弁することで、バーナ５の点火前の熱交換器３内
の流量が減少するため、熱交換器３の温度低下が少なく
なる。

【００１４】従来の給湯器では、破線ａに示すように出
湯動作開始と同時にバイパス弁１１を開弁していたた
め、破線ｂに示すように出湯温度は大きくオーバーシュ
ートしてしまう。しかし本実施例の給湯器では、出湯動
作開始前にバイパス弁１１を開弁するため、オーバーシ
ュートを低減することができる。また、点火前の熱交換
器３内の流量を減らすことで、熱交換器３の温度低下を
少なくできるため、アンダーシュートも低減でき、出湯
温度の安定が速くなる。

【００１５】以上説明したように、本実施例の給湯器に
よれば、本来バイパス弁１１を開弁して冷水と混合して
出湯するための高温の湯が、間欠再出湯時にそのまま出
湯される時間を短くしてオーバーシュートを低減するた
め、安全性が高い。また、混合して出湯する場合の設定
温度は低温であることにより、使用者が不用意に湯に触
れると考えられ、そういった低温設定時の出湯温度のオ
ーバーシュートを防ぐため、実用的である。また、バイ
パス弁１１を閉弁した状態での間欠再出湯時にも、後沸
き現象により出湯温度が設定温度より高温になることが
あるが、この場合設定温度が高温であることにより、使
用者が高温湯がでることを意識して使用するため、問題
にならない。また、熱交換器３の温度低下を少なくして
アンダーシュートを低減できるため、出湯温度の安定が
速い。また、止水時にはバイパス弁１１を閉じて、バイ
パス路４の冷水が熱交換器３内に回り込むことを防ぐこ
とにより、熱交換器３側の湯温低下を小さくするため、
出湯停止後短時間での再出湯にもかかわらず低温の湯が
供給されることを防ぐことができる。また、給湯栓１０
を僅かに開けた状態のように第１基準流量（２．５リットル
／分）以下で通水された場合にも、第２基準流量（１．
０リットル／分）以上であればバイパス弁１１を開くことに
より、バイパス路４の冷水を混合して供給するため安全
である。また、バイパス弁１１を開弁するための流量基
準値をバーナ５への点火動作を行なうための流量基準値
より小さくするといった手法を採るため構成が簡単であ
る。

【００１６】尚、本実施例においてはバイパス弁１１を
開弁するための第２基準流量を一定値としたが、出湯停
止からの経過時間を計測し、経過時間が長くなるほど第
２基準流量を増やし、所定時間以上経過した場合には第
１基準流量と同じにしてもよい。このように第２基準流
量を変えることにより、熱交換器３内の温度低下に応じ
たタイミングでバイパス路の冷水を混合して、アンダー
シュートの発生を低減することができる。また同様に、
設定温度や温度センサ９の検出温度等に応じて、第２基
準流量を変化させてもよい。また、流量センサ８は給水
路１のバイパス路４との分岐部ａより下流側に設けても
よく、また出湯路２に設けてもよい。

【００１７】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の給湯器に
よれば、バイパス弁を開弁しての混合出湯での間欠再出
湯時に、バイパス弁を早く開弁してオーバーシュートを
低減するため、安全性が高い。また、混合して出湯する
場合の設定温度は低温であることにより、使用者が不用
意に湯に触れると考えられ、そういった低温設定時の出
湯温度のオーバーシュートを防ぐため、実用的である。
また、バイパス弁を閉弁した状態での間欠再出湯時に
も、後沸き現象により出湯温度が設定温度より高温にな
ることがあるが、この場合設定温度が高温であることに
より、使用者が高温湯がでることを意識して使用するた
め、問題にならない。また、熱交換器内の湯温の低下を
少なくすることによりアンダーシュートを低減できるた
め、出湯温度を早く安定させることができる。また、止
水時にはバイパス弁を閉じ、バイパス路の冷水が熱交換
器内に回り込むことを防ぐことにより、熱交換器側の湯
温低下を小さくするため、出湯停止後短時間での再出湯
にもかかわらず低温の湯が供給されることを防ぐことが
できる。また、第１基準流量以下で通水された場合に
も、第２基準流量以上であればバイパス弁を開くことに
より、バイパス路の冷水と混合されて供給されるため安
全性が高い。また、バイパス弁を開弁するための流量基
準値をバーナの燃焼動作を開始するための流量基準値よ
り小さくするといった手法を採るため構成が簡単であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての給湯器の概略構成図
である。

【図２】コントローラの行なう制御処理を表すフローチ
ャートである。

【図３】出湯温度の変化を表すグラフである。

【符号の説明】

１…給水路、 ２…出湯路、 ３…熱交換器、 ４…バ
イパス路、５…バーナ、 ６…ガス供給路、 ７…コン
トローラ、 ８…流量センサ、９…温度センサ、 １０
…給湯栓、 １４…比例弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水路から供給された水をバーナの燃焼
   熱により加熱して出湯路に供給する熱交換器と、 上記熱交換器をバイパスして上記給水路と上記出湯路と
   を連通するバイパス路と、 器具に供給される水の流量もしくは上記熱交換器に供給
   される水の流量を検出する流量センサと、 設定温度を設定する温度設定手段と、 上記流量センサの検出値が第１基準流量を越えた時にバ
   ーナの燃焼動作を開始し、出湯温度が上記設定温度に近
   づくように燃焼制御する燃焼制御手段と、 上記バイパス路に設けられ、流路を開閉するバイパス弁
   と、 出湯動作中に上記設定温度が所定値未満の場合に上記バ
   イパス弁を開弁し、所定値以上の場合に閉弁し、止水中
   には閉弁するバイパス弁制御手段とを備えた給湯器にお
   いて、 上記バイパス弁制御手段は、上記流量センサの検出値が
   上記第１基準流量より小さい第２基準流量を越えたと
   き、上記バイパス弁を上記設定温度に応じた状態に制御
   開始することを特徴とする給湯器。